Lucrarea de laborator nr

GENERALITI

Tehnologia refrigerrii produselor alimentare este o disciplin special. Pe parcursul studiului studenii capt cunotine n aplicarea metodelor de tratare prin frig a produselor alimentare la temperaturi joase. Studenii fac cunotin cu teoria i metodele de tratare, cu modificrile fizico-chimice i biochimice care au loc sub aciunea temperaturilor joase n produsele alimentare. ndeplinind lucrrile de laborator, studenii folosesc metode i aparate moderne de cercetare tiinific, verific i analizeaz rezultatele experimentale cu cele calculate teoretic.

Darea de seam a fiecrei lucrri include urmtoarele compartimente: denumirea i scopul lucrrii; descrierea teoretic; modul de lucru cu descrierea produselor folosite n experiene; descrierea metodelor i parametrilor de tratare a probelor; tabele cu rezultatele experimentale; calcule; grafice; calcule la MEC; concluzii la studiul efectuat.

DETERMINAREA RITMULUI DE RCIRE

Rcirea const n micorarea temperaturii produselor alimentare ca rezultat al schimbului de cldur cu mediul ambiant. Viteza de rcire influeneaz asupra calitii produsului, oprete procesele biochimice i microbiologice. Rcirea e un proces complex de schimb de cldur i mas dintre produs i agenii de rcire.

Pentru descrierea matematic a procesului de rcire se admit urmtoarele condiii: n produsul supus rcirii nu se permite de a fi surse de cldur; proprietile termofizice ale produselor nu se schimb n timpul rcirii; temperatura agenilor de rcire i coeficientul de transfer de cldur sunt valori constante. Admiterea simplificrilor sus menionate permite calcularea vitezei de rcire i obinerea unor rezultate satisfctoare.

n funcie de originea produsului, destinaia lui i viteza necesar de rcire, se folosesc diferite metode i ageni de rcire: rcirea n mediul gazos (aer), lichide i ageni de fierbere. Produsele n stare solid, cum sunt carnea, fructele, legumele, brnza i altele se rcesc n aer rece. Lichidele se rcesc n schimbtoare de cldur. Se folosete rcirea sub vid n camer.

Rcirea produselor n aer e nsoit de micorarea temperaturii, evaporarea apei, eliminarea cldurii n urma reaciilor biochimice. Rcirea e un proces complex de schimb de cldur care decurge n trei etape: stadia regimului neregulat, stadia regimului regulat i stadia echilibrului de temperatur.

Procesul de rcire poate fi studiat dup legea regimului regulat, care const n aceea c, n orice punct al produsului destinat rcirii, viteza de rcire dt/d este proporional diferenei de temperatur n produs (tp) i agentul de rcire (tar)

dt / d = m (tp tar),

(1.1)

unde: m coeficientul de proporionalitate, numit ritmul de rcire, depinde de forma, dimensiunile produsului, factorii termofizici, coeficientul de transmitere de cldur la suprafaa corpului, 1/s;

tp temperatura produsului (corpului), (C;

tar temperatura agentului de rcire, (C.

Integrnd ecuaia (1.1), obinem:

ln (tp--tar) = m + ln (ti tar),

(1.2)

unde: ti temperatura iniial a produsului n orice punct, (C.

Rezolvnd ecuaia (1.2) fa de (, obinem:

( = 1/m ln [(ti tar) / (tp tar)],

(1.3)

Ritmul de rcire m descrie intensitatea procesului de rcire, care se deosebete de viteza de rcire. Coeficientul m se determin experimental sau este calculat pe cale empiric.

Cunoscnd valoarea ritmului de rcire m, poate fi determinat viteza i durata de rcire a produselor alimentare. Odat cu rcirea produselor, de pe suprafaa lor se evapor apa, astfel masa produsului diminueaz. Dac din produs cu masa G se evapor o cantitate de ap Gw, eliminnd cldur specific de evaporare Lu, atunci cldura eliminat de corp (produs) pe parcursul evaporrii va constitui:

Qu = Gw * Lu.

(1.4)

Cantitatea de ap evaporat sau pierderile de ap prin uscare absolut vor fi:

Gw = Qu / Lu,

iar pierderile de mas relative

Gw = Qu / Lu x 100 %.

(1.5)

Mrimea (valoarea) pierderilor depinde de: fluxul de cldur n camera de pstrare; raportul dintre umiditatea mediului nconjurtor i umiditatea parial la suprafaa produsului; umiditatea aerului care ptrunde n camera de pstrare, compoziia chimic a produsului, tipul de ambalaj, suprafaa de evaporare a produsului, tipul de agent termic, umiditatea relativ a aerului n ncpere.

Pierderile de mas la rcire difer, fiind maximale la nceputul i minimale la sfritul procesului de rcire. Pentru micorarea pierderilor n timpul rcirii se folosesc diferite metode: glasare, aranjarea compact, micorarea fluxului de cldur n camera de pstrare; mrirea umiditii relative a aerului; ambalarea etan; majorarea gradului de folosire a spaiului camerelor de pstrare; folosirea sistemelor raionale de rcire. Determinarea ritmului de rcire se va efectua cu ajutorul utilajului de laborator, schema cruia este prezentat n fig. 1.1.

Fig. 1.1. Schema instalaiei de rcire

1- ventilator; 2- manometru; 3- impulsor presiune;

4- diafragm; 5- aparat electronic de nregistrare a temperaturii; 6- impulsor temperatur; 7- celul pentru produs; 8- ferestruic; 9- camer de refrigerare; 10- evaporizator.

Principiul de funcionare al instalaiei de rcire

nainte de nceputul experienelor cu 30 min se conecteaz compresorul sistemului de refrigerare i se asigur temperatura minus 10 ... 15 oC la suprafaa evaporizatorului 10. Se pregtete proba de produs, se instaleaz n caseta 7. n produs, la suprafa, n centru, ct i n fluxul agentului termic se instaleaz termocuplele 6 pentru nregistrarea schimbrii temperaturii, care se ndeplinete cu ajutorul aparatului electronic 5. Pentru msurarea i reglarea vitezei agentului termic servete diafragma 4 cu gaur variabil i manometrul 2 cu impulsoarele 3, cu ajutorul crora se msoar presiunea agentului termic pn i dup diafragm. Dup valoarea diferenei de presiune se determin viteza agentului termic. Se conecteaz ventilatorul 1 i se regleaz temperatura agentului termic (aerului) egal cu temperatura crioscopic a produsului supus rcirii sau cu 3 5 oC mai joas dect temperatura crioscopic a acestui produs.

La atingerea temperaturii de rcire constant a agentului termic se deschide ferestruica 8, se instaleaz celula 7 cu produs i termocuplele 6 n fluxul de aer rece. Aerul rece circul n spaiul nchis: camera 9 evaporizatorul 10 ventilatorul 1 diafragma 4 celula cu produs 7 camera de refrigerare 9. Se nregistreaz schimbarea temperaturii ntr-o unitate de timp.

DETERMINAREA PARAMETRILOR AERULUI

La pstrarea ndelungat a produselor alimentare este necesar de a menine strict regimul optimal de pstrare temperatura, umiditatea relativ i viteza de circulaie a aerului n camera de pstrare. Fiecare sortiment de produs se caracterizeaz cu regimul su individual, optim de pstrare. Pentru a asigura regimul optim, este necesar de a controla, msura i regla valoarea temperaturii, vitezei i umiditii aerului n fiecare camer de pstrare cu produs.

n Instruciunile Tehnologice de refrigerare i pstrare a alimentelor n stare refrigerat (la temperaturi joase) sunt indicai parametrii optimi de pstrare, condiiile de control i msurare, care trebuie ndeplinite strict pentru a asigura calitatea produsului finit.

Pentru msurarea i nregistrarea parametrilor se pot folosi un ir de metode i aparate cu diverse erori, n dependen de categoria (clasa) aparatului de msurare.

n timpul pstrrii produselor alimentare este necesar un control permanent al calitii produselor i al parametrilor agentului de rcire, care trebuie s corespund cerinelor indicate n instruciunile tehnologice. Respectarea parametrilor regimului de refrigerare i pstrare asigur pstrarea compuilor nativi, valorii nutritive, proprietilor gustative, aspectului exterior i micorarea pierderilor reale.

Agent de rcire se numete mediul n care fluxul agentului de rcire contacteaz cu produsul i asigur acumularea i nlturarea cldurii de pe suprafaa produsului. Agenii de rcire contribuie la micorarea temperaturii produsului i provoac unele schimbri fizico-chimice. Cel mai rspndit agent de rcire este aerul. Aerul este un amestec de gaze i vapori de ap. Gazele din amestec formeaz aerul uscat. Astfel, aerul umed poate fi considerat ca amestec a dou gaze ideale aer uscat i vapori de ap. Cantitatea vaporilor de ap n aer variaz de la cteva miligrame pn la cteva grame ntr-un m3 de aer. Umiditatea aerului depinde de cantitatea vaporilor de ap n aer. Presiunea parial a vaporilor de ap, din aer, se numete tensiunea vaporilor de ap i se exprim n mm. coloanei de Hg.

Tensiunea vaporilor de ap este una din caracteristicile aerului umed, deoarece se schimb proporional schimbrii presiunii barometrice. La temperatura i presiunea constant a aerului i la schimbarea umiditii, tensiunea vaporilor se poate majora sau micora. Majorarea tensiunii vaporilor este limitat de saturarea maxim a aerului cu vapori de ap. n acest caz tensiunea vaporilor este maxim, se numete Tensiune maxim i se noteaz prin E.

Masa vaporilor de ap mva coninut n 1 m3 de aer umed, raportat la masa vaporilor de ap maxim posibil mvam n acest volum, la aceiai temperatur i presiune, se numete umiditatea relativ a aerului i se exprim prin :

= mva / mvam

sau

1 = mva / mvam x 100 %.

(2.1)

Umiditatea relativ poate fi exprimat prin coninutul de umiditate care prezint raportul coninutului de ap da n aer la temperatura i gradul de saturare dat ctre coninutul de ap n aer dam la aceeai temperatur i grad de saturare maxim posibil:

= da / dam x 100 %.

(2.2)

Aa metod de calcul se folosete n practic pentru aprecierea umiditii aerului n camerele refrigeratorului.

Coninutul de umiditate al aerului d din amestecul de gaze i vapori de ap prezint masa vaporilor de ap mva, care se conine n acest amestec, raportat la masa aerului uscat mau din amestec i se determin cu formula:

d = mva / mau,

(2.3)unde: mau - masa aerului uscat, kg/m3;

mva masa vaporilor de ap, g/m3;

d coninutul de umiditate, g / kg.

Determinarea umiditii aerului

Pentru determinarea umiditii aerului se folosesc urmtoarele aparate: psihrometrul August, psihrometrul Asman, hidrometrul, higrograful, aparate electronice cu impulsori de absorbie, condensatoare n form de plastine etc.

n practic mai des se folosesc psihrometrele. Principiul de funcionare al psihrometrelor se bazeaz pe diferena valorilor de temperatur a dou termometre (termometrului uscat ts i celui umed tu) ce nregistreaz temperatura n diferite condiii. Valoarea umiditii aerului este determinat de temperatura aerului uscat i diferena de temperatur, dintre valorile termometrului uscat ts i cel umed tu.

Psihrometrul August (fig 2.1.) include dou termometre de nalt precizie, ntrite pe un dispozitiv plat termometrul uscat ts i umed tu. Termometrul umed (balonul cu mercur) este acoperit cu pnz din bumbac, care contacteaz cu un rezervor cu ap distilat. Apa din rezervor se deplaseaz (migreaz) pe pnz, umectnd pnza ce acoper balonul cu mercur al termometrului. Acest termometru nregistreaz temperatura de evaporare a apei de pe suprafa i prezint valoarea termometrului umed tu. Aceste termometre se recomand de a fi folosite n ncperi nchise, unde viteza aerului este mic i nu depete 0,15 m/s. Pentru aceste psihrometre se folosesc tabele ale umiditii aerului, care prevd viteza de micare a aerului n timpul msurrilor minimale.

Termometrul uscat nregistreaz temperatura mediului nconjurtor, cel umed - temperatura de evaporare a apei de pe suprafaa ei. Astfel valorile ts i tu difer una de alta, iar durata

determinrii lor constituie 2,0 - 2,5 h. Umiditatea aerului este determinat cu ajutorul valorilor din tabele speciale n baza valorii termometrului uscat ts i diferenei (t) de temperaturi ts i tu n baza acestor date i a datelor tabelului psihrometric, la intersecia pe orizontal a valorii temperaturii termometrului uscat ts cu valoarea t pe vertical citim valoarea umiditii aerului (anexa 3., 4.) . Dependena termometrului uscat de diferena de temperaturi t poate fi redat de nomogram prin linii drepte (nomograma este prezentat n paaportul psihrometrului).

Psihrometrul Asman (fig.2.2.) dup principiul de funcionare nu se deosebete de modul de funcionare al psihro-

Fig.2.1. Psihrometrul August Fig.2.2. Psihrometrul Asman

metrului August, cu excepia c baloanele termometrelor sunt aranjate n canale speciale, care, n momentul determinrii temperaturii, se afl n fluxul de aer cu vitez de 2 - 2,5 sau 4,0 5,0 m/s, asigurat de un ventilator mecanic sau electric. La determinarea umiditii eroarea este foarte mic i nu este luat n calcul. Psihrometrul Asman poate fi folosit la determinarea umiditii n cmp, n locurile unde viteza aerului este destul de mare. Batista termometrului umed se umecteaz cu pipeta. La fel ca n cazul precedent se determin ts i tu, diferena valorilor de temperatur, apoi se apreciaz umiditatea dup tabelul psihrometric. Experiena dureaz 4 - 5 min.

Psihrometrul Asman include cte dou termometre cu precizie avansat instalate ntr-un dispozitiv special i asamblate cu un ventilator mecanic sau electric, care asigur micarea fluxului de aer pe lng balonul termometrelor. n scopul protejrii, termometrele sunt instalate n evi metalice duble. Toate detaliile din metal sunt acoperite cu nichel polizat, pentru a exclude nclzirea evilor metalice sub aciunea cldurii iradiante. Balonul termometrului din dreapta este acoperit cu pnz din bumbac, care n timpul determinrilor se umecteaz cu ap distilat cu ajutorul pipetei. Peste 4 5 minute se fixeaz i se noteaz indicaiile termometrelor uscat i umed, se calculculeaz diferena dintre ele. Cunoscnd valoarea termometrului uscat, diferena de temperaturi t i folosind datele tabelului umiditii relative a aerului, la intersecia liniei orizontale pentru termometrul uscat cu linia vertical pentru diferena de temperaturi obinem valoarea umiditii aerului n procente.

Higrograful tip M-21 determin umiditatea relativ n limitele 30 100 % la temperatura plus 35 minus 40 oC cu nregistrarea temperaturii pe diagram. Aparatul include impulsor pentru umiditate (uvi de pr blond natural de femeie), dispozitiv de nregistrare ce include periu cu cerneal, tob pe care se mbrac banda - diagram de temperatur.

Rotirea tobei este asigurat de un dispozitiv ceasornic. Banda - diagram este divizat cu linii orizontale paralele cu valoarea umiditii relative a unei diviziunii fiind egal cu 2 % i diviziunile verticale avnd valoarea unei diviziuni de 15 minute pentru higrograful cu durata de nscriere 24 ore la o rotaie i valoarea diviziunii de 2 ore pentru 7 zile la o rotaie.

n cazul necesitii determinrii umiditii la deprtare se folosesc psihrometre electronice cu mai multe impulsoare semiconductoare.

Se folosesc higrografe cu cadran cu diametrul de 100 mm, asemntoare cu manometrele cu limita de msurare a umiditii

0 ... 100 %.

La determinarea umiditii se folosesc i alte tipuri de aparate, cum sunt aparatele electronice cu 1; 6 i 12 canale cu impulsoare speciale.

Determinarea i controlul temperaturii

Determinarea temperaturii se efectueaz cu ajutorul termometrelor cu mercur, alcool, contact electric, termografelor, aparatelor electronice, aparatelor cu raze infraroii de msurare a temperaturii la distan. Toate aparatele au o categorie de exactitate divizat n clase, gradaia crora este de 2; 1; 0,5; 0,25; 0,2; 0,1 (C. La nregistrarea temperaturii se folosesc aparate electronice dotate cu impulsoare cu rezisten constant din cupru sau platin, ct i impulsoare hromel-copel, hromel-alumel.

n prezent n refrigeratoarele de producie i pstrare temperatura se determin cu ajutorul aparatelor electronice automate de nregistrare cu termocuple hromel-copel HC; hromel-alumel HA; termometre de rezisten din cupru TRC, termometre de rezisten din platin TRP.

Pentru nregistrarea temperaturii se folosesc termografele

M-16. Diapazonul de nregistrare este de la minus 45 pn la plus 55 (C, exactitatea de 1(C.

Termometrul cu mercur include balonul cu mercur, capilarul, scara i eava din sticl. Scara poate fi din sticl sau metal plat, pe care sunt gradate valorile temperaturii - 1; 0,5; 0,25; 0,2; 0,1 oC.

Fiecare termometru dispune de un paaport, n care sunt indicate coeficienii de corecie necesari la msurarea temperaturii.

Pentru determinarea corect a valorii de temperatur ochiul observatorului trebuie s fie la nivelul meniscului coloanei de mercur. La msurare balonul termometrului se cufund n mediu timp de 5 30 minute pentru stabilirea corect a valorii de temperatur.

La msurarea temperaturii mediului mai joas de minus

38 oC se folosesc termometre cu alcool sau toluol, colorate n albastru sau rou.

La momentul de fa, n refrigeratoare i la diverse procese tehnologice temperatura se msoar de la distan cu ajutorul aparatelor electronice cu cifre, cu nregistrare n regim automat sau cu indicaii, asamblate cu impulsoare HC, HA, TRC,TRP etc.

Termograful M-16 este destinat pentru nregistrarea temperaturii aerului n diapazonul minus 45 - plus 55 oC. Principiul de funcionare al aparatului este bazat pe proprietile plcii bimetalice de ai schimba raza de arcuire sub influena temperaturii aerului. Aparatul este compus din: impulsor de temperatur care este prezentat de plca bimetalic; dispozitiv de transmisie; reglator; dispozitiv de nregistrare ce include banda din hrtie-diagram pentru nregistrare, sgeat cu peni, mecanism de msurare a duratei de timp.

Banda diagram este divizat vertical cu linii orizontale paralele cu valoarea unei gradaii de 1 oC, iar pe orizontal cu linii verticale arcuite, respectiv cu valoarea gradaiei 15 minute a rotaiei tobei pentru 24 ore i 2 ore pentru rotaia tobei termografului timp de 7 zile.

Determinarea vitezei aerului

Viteza aerului este unul din parametrii principali n procesele de tratare a produselor alimentare prin frig. n camerele frigorifice de pstrare cu circulaie natural sau artificial a aerului permanent se determin viteza de circulaie, valoarea creia influeneaz direct calitatea produsului rcit sau congelat.

Viteza aerului se determin cu ajutorul anemometrului cu palete; n limitele 0,5 - 5 m/s, iar de la 5 pn la 50 m/s - cu anemometrul cu cupe (fig. 2.4). Viteza aerului mai mare de 50 m/s se determin cu anemometrele electronice sau cu diafragme (fig. 2.3) speciale. Viteza aerului mai mic de 0,5 m/s se determin cu manometre cilindrice cu spum i catatermometre, care includ termometru cu vas cilindric (pentru alcool) cu nlimea de 40 mm, diametru 16 mm cu fund semisferic.

eava capilar a aparatului are lungimea de 200 mm i este nzestrat cu o scar a temperaturii n limitele de la 38 pn la 35 oC. Vrful evii capilare are lrgire oval pentru eliminarea alcoolului la nclzire. Dup nclzirea aparatului n ap la temperatura de 40 oC, aparatul se terge de ap i se instaleaz n fluxul de aer care este supus msurrii. Se nregistreaz timpul de rcire al aparatului de la 38 pn la 35 oC la temperatura camerei. Viteza aerului se determin dup nomograma anexat la catatermometru.

Fig.2.3. Instalarea diafragmei nFig.2.4.Anemometru cu cupe

fluxul de aer

La msurarea vitezei aerului pot fi utilizate micro-manometre, eava Pito, termoanemometre, manometre difereniate, contor de aer cu tob sau cu palete, contor cu spum etc. Principiul de determinare a vitezei aerului este descris n instruciunile acestor aparate.

DETERMINAREA DURATEI DE CONGELARE

Elaborarea regimurilor de congelare i efectuarea calculelor tehnologice necesare la proiectarea i exploatarea aparatelor frigorifice sunt precedate de calculul teoretic al duratei de congelare a produselor alimentare.

Calculele teoretice ale duratei de congelare constituie o problem complicat, deoarece acest proces depinde de muli factori i de proprietile produsului.

n tehnologia refrigerrii o mare rspndire n calcularea duratei de congelare o are formula elaborat de R. Planc i recomandat de Institutul Internaional de refrigerare.

Pentru deducerea formulei lui R. Planc se fac urmtoarele admiteri:

- obiectul este rcit pn la temperatura crioscopic;

- parametrii termofizici ai produsului ngheat snt constani i nu depind de temperatur;

- capacitatea termic este egal cu zero.

Se presupune c congelarea se petrece la temperatur constant a mediului i cu un coeficient de transfer de asemenea constant.

innd cont de cele expuse mai sus formula lui R. Planc se nscrie:

r dx = 1 (tcr -- tar) dx / () d(.

(3.1)

Rezolvnd aceast ecuaie obinem:

( = r / (tcr - tar) - / 2 (),

(3.2)

unde: ( - durata de congelare, h;

r - cldura latent de formare a gheii, J/kg;

grosimea plcii produsului, m;

tcr - temperatura de nghe (crioscopic) a produsului, (C;

tar - temperatura agentului termic de rcire, (C;

( - coeficientul de conductabilitate termic a produsului, W/(m2((C);

- coeficientul de transfer de cldur de pe suprafaa produsului agentului de rcire, W/(m2 (C).

n scopul utilizrii formulei 5.2, n procesele reale de congelare al calculului duratei de congelare, cldura latent de formare a gheii se substituie cu cldura total de congelare. Valoarea coeficientului de transfer de cldur se consider egal cu temperatura mijlocie n intervalul de temperaturi de la temperatura crioscopic tcr pn la temperatura final de congelare tfc.

Studierea duratei de congelare a produselor alimentare se ndeplinete la instalaia de congelare cu agent termic lichid, prezentat n fig. 3.1.

Proba de produs (pireu, suc, tocan de fructe, legume, toctur de carne de bovine, porcine, ovine) se dozeaz n celula 4 n form de plac.

Fig. 3.1. Schema instalaiei pilot de congelare cu agent termic lichid1- aparat electronic de nregistrare a temperaturii; 2- comutator; 3- termocuple; 4- celula cu produs; 5- malaxor; 6- termometru cu contact electric; 7- agent termic; 8- evaporizator; 9- panou de comand; 10- termostat; 11- instalaie de refrigerare.

Celula cu produs se supune vibraiei, pentru a nltura golurile de aer din volumul probei, apoi se introduce n termostatul 10 cu agentul termic lichid 7. Termostatul se umple cu agent termic lichid soluie din etilenglicol i ap, n raport de 50 : 50 %, temperatura de nghe (crioscopic) a creia este de minus 45 oC. Agentul termic din termostat se rcete cu ajutorul evaporizatorului 8 al instalaiei de refrigerare 11. Temperatura constant a agentului termic se menine cu ajutorul termometrului cu contact 6. nregistrarea temperaturii agentului termic i a produsului n centru se efectueaz cu ajutorul aparatului electronic 1 i termocuplelor 3.

CERCETAREA PROCESULUI DE CONGELARE

I DE DECONGELARE A PRODUSELOR ALIMENTARE

Temperatura produsului la care apa ncepe s treac din starea lichid n starea solid se numete temperatura de nghe sau crioscopic. Cunoaterea temperaturii crioscopice e necesar att n timpul tratrii frigorifice, ct i pentru calculul diferitor caracteristice termofizice ale produselor alimentare.

Temperatura crioscopic a produselor alimentare depinde de concentraia (substana uscat) soluiei, masa molecular, gradul de disociaie a compuilor chimici n soluie i de proprietile solventului.

Micorarea temperaturii produsului pn la temperatura crioscopic a sucului celular duce la cristalizarea (apei) solventului din celul. Congelarea apei, la rndul ei, conduce la majorarea concentraiei sucului celulelor, iar temperatura crioscopic a acestui suc treptat se micoreaz. De aceea temperatura la care se ncepe congelarea apei din produs se numete temperatura de nghe minim sau iniial.

n majoritatea produselor alimentare cantitatea de ap deviaz n limitele: n materia vegetal 80-95 %, n carne aproximativ 50-73 %. Temperatura crioscopic, la majoritatea produselor, n dependen de compoziia chimic, variaz ntre 0 i minus 5 (C. Pentru carne i pete tcr = 0,5...-2,0(C. La unele fructe cu coninut de substane uscate nalt temperatura de nghe constituie: viine tcr = -3,5(C; struguri tcr = -5,0oC.

Temperatura eutetic a produselor alimentare prezint astfel temperatura la care apa cu legturi mecanice i de adsorbie trece complet n stare solid, congelat. Temperatura eutetic a produselor alimentare constituie minus 60 - 65(C. Evoluia temperaturii n procesul de congelare a produselor alimentare este prezentat n fig. 4.1.

Procesul de congelare poate fi divizat n cteva etape, durata crora se schimb n dependen de metoda de congelare, dimensiunile i forma, compoziia chimic, proprietile fizico-chimice ale produsului, ct i de tipul de ambalaj utilizat la ambalare.

Pe graficul de congelare (fig.4.1) sunt evideniate patru etape de schimbare a temperaturii n timpul congelrii: rcirea segmentul 1 - 2; suprarcirea segmentul 2-3-4; trecerea apei din stare lichid n cea solid la temperatura constant crioscopic segmentul 4 5; i congelarea de mai departe a apei cu micorarea temperaturii gheii, substanelor uscate pn la temperatura final de congelare.

Fig. 4.1. Curba de congelare a produselor alimentare

Suprarcirea se ntlnete la congelarea produselor alimentare cu coninut foarte mic de substane uscate, la lichidele monofazate, pure, cum este apa distilat, alcoolul, glicerina etc.

Pentru a congela orice produs (sistem), este necesar de a ndeplini obligatoriu dou condiii:

produsul trebuie rcit pn la temperatura de nghe sau la o temperatur mult mai joas;

- n volumul produsului, la atingerea temperaturii de nghe trebuie s existe sau s se formeze centre de cristalizare

Dac una din aceste condiii nu se ndeplinete, atunci nu are loc trecerea apei din starea lichid n starea solid. Produsul se rcete la o temperatur mult mai joas n comparaie cu temperatura crioscopic, astfel se obine picul de suprarcire 2-3-4, (fig. 4.1).

ESTIMAREA CAPACITII DE REINERE A APEI N

PRODUSELE ALIMENTARE

Capacitatea celulei de a reine apa se explic prin permeabilitate selectiv a membranei celulare i proprietilor hidrofobe ale unor particule coloidale. Aceste proprieti depind ntr-o mare msur de temperatura de tratare. Una din cauze, care influeneaz morbiditatea celulei i capacitatea de reinere a apei, este vitalitatea celulei vegetale sau animale, capacitatea ei de a reine apa este n funcie de formele de legtur i de starea termic a apei, care se conine n compartimentele ei structurale.

Schimbarea proprietilor celulei de reinere a apei i a proprietilor hidrofile ale particulelor coloidale se datoreaz distrugerii moleculelor substanelor chimice sub aciunea frigului. n procesul de congelare moleculele diverselor substane se distrug din cauza ruperii legturilor chimice. Una din cauzele micorrii capacitii de reinere a apei n produsele alimentare este denaturarea proteinelor sub influena concentraiilor mari de sruri, acizi organici, ct i deteriorarea mecanic a membranei celulare.

Una din metodele de determinare a nivelului de afectare a celulelor sub aciunea temperaturilor joase este bazat pe determinare a schimbrii capacitii de reinere a apei de ctre celulele congelate, apoi decongelate. Rezistena celulei vegetale la aciunea temperaturilor joase depinde de structura esutului vegetal i a condiiilor de congelare. Unele specii de fructe i legume (mere, pere, ceap, sfecl) pot suporta temperaturi joase pn la 3...6 (C, n cazul cnd micorarea sau majorarea temperaturii se efectueaz lent. n aceste condiii celula i restabilete complet proprietile biologice native, iniiale. Pe acest principiu este bazat pstrarea unor produse la temperaturi mai joase dect temperatura crioscopic congelarea la suprafa sau suprarcirea. Cauza micorrii capacitilor de reinere a apei poate fi denaturarea proteinelor protoplasmei, care are loc n condiiile de tratare prin frig sub aciunea concentraiei majorate de sruri, schimbarea pH-ului, alterarea mecanic a celulei de cristalele de ghea formate la congelare, ct i comportarea celulei biologice.

Congelarea produselor n condiii industriale i pstrarea lor conduce la distrugerea total sau parial a celulei native. Dup decongelare produsele alimentare i schimb consistena, pierd o cantitate relativ mare de suc celular. Posibilitatea de restabilire a celulelor la nivelul biologic iniial depinde de metoda de congelare i de condiiile de pstrare.

Utilizarea frigului n condiiile de producie, i anume de minus 35 oC i pstrarea la minus 18 oC duce la distrugerea complet a proprietilor biologice a celulei vegetale i animalier. Dup decongelarea produsului se observ schimbri eseniale n consisten - scurgeri de suc celular, distrugerea unor substane biologic active. Gradul de restabilire a funciilor biologice depinde de metoda de congelare aplicat i condiiile de tratare prin frig.

Una din cile care asigur o restabilire maxim a proprietilor native a produsului o constituie congelarea rapid, care micoreaz durata de trecere a apei n starea solid i asigur formarea cristalelor mici de ghea, se exclude migrarea apei n volumul produsului i ca urmare, se exclud schimbri eseniale n structura esutului produsului.

Micorarea consecinelor negative la formarea n produs a cristalelor de ghea dup tratare cu frig, poate fi obinut prin utilizarea substanelor de protecie, cum sunt adaosul de zaharoz, sarea de buctrie i glicerina. Influena substanelor de protecie const n micorarea temperaturii crioscopice, micorarea cantitii de ap congelat, micorrea vitezei liniare de cristalizare i dimensiunilor cristalelor de ghea formate, ce contribuie la scderea efectului de deshidratare la congelarea i micorarea leziunilor mecanice a celulei la formarea gheii.

Ca metod de estimare a capacitii de reinere a apei poate servi cantitatea de ap cedat de esutul produsului sub aciunea factorilor exteriori centrifugare sau presare, factori constani ce duc la eliminarea apei din produs.

BIBLIOGRAFIE

1. Jamba A., Carabulea B. - Tehnologia pstrrii i industrializrii produselor horticole. Editura Cartea Moldovei. Chiinu, 2002, - 493 p.

2. Niculi P., Purice N. - Tehnologii frigorifice n valorificarea produselor alimentare de origine animal. Editura Cere, Bucureti, 1986.

3. Niculi P., Purice N. - Tehnologii frigorifice n valorificarea produselor alimentare de origine vegetal. Editura Cere, Bucureti, 1986.

4. Banu C. . a. Progrese tehnice, tehnologice i tiinifice n industria alimentar. Vol. I, Editura Tehnic, Bucureti, 1992

5. Porneal S. . a. Tehnica frigului i climatizrii n industria alimentar. Editura Fundaiei Universitare Dunrea de jos, Galai, 2000.

6. . . . . . 1984. 240 .

7. .. . . . 1979. 272 .

8. . . - . . , 1988.

9. . . . . , 1989

10. .

min

46

_1110044895.unknown

_1115913326.unknown

_1115913380.unknown

_1107884571.unknown